2020.09.20 中国矿业报
在河北张北县李森林村,国家地质实验测试中心与张北县共建的精准脱贫生态修复示范基地上,当地村民们正热情洋溢的收割着藜麦,脸上露出丰收的喜悦。这是国家地质实验测试中心充分发挥了地质科技的优势,将脱贫攻坚生态修复技术应用于农作物病虫害工作,取得了盐碱荒滩变耕地,贫瘠耕地变沃土,每亩增收超过2000元的丰硕的成果。
据了解,国家地质实验测试中心今年7月以来,向张北县政府移交了成果报告、图集等成果。为科学合理、经济廉价地解决藜麦“重茬”问题,利用自主创新研发的“根系微地球化学障”技术,对藜麦第二年重茬地开展试验,生物质炭基有机肥部分取代传统化学肥料,调节土壤酸碱度和土壤结构,增加透水性,提升保肥能力,减少土壤中营养元素流失,并使其缓慢释放,“以肥代药”,克服轮作带来经济损失的同时,可利用生物质炭材料多孔擅吸附的特点,有效预防重金属污染。目前已完成张北县馒头营乡李森林村100亩藜麦“重茬”修复实验,其中对照组34亩,修复组96亩修复治理。
“近些年来,中国地质调查局,包括国家地质实验测试中心,在张北大地上用地质人的方法,为我们带来了实际的帮助。地质调查,为我们摸清家底;找水工程,为我们提供健康用水;今天我们看到的生态修复工作,实实在在地为我们地方带来了经济上的收益。我们非常感谢咱们中国地质调查局和国家地质实验测试中心为我们张北县做的贡献,希望我们能够以此为契机,更加深入长久地合作下去。”张北县人民政府县长李鹏举对中国地质调查局的工作表达了充分的肯定和由衷的感谢。
“近半年精心修复培育出的100亩藜麦,长势喜人,丰收在望,为地方带来了显著的经济效益,我们的科学技术和这片土地紧密地结合,脱贫攻坚结出了丰硕成果,真正把论文写在了祖国的大地上。”国家地质实验测试中心主任齐亚彬表示。
国家地质实验测试中心做到了地调成果的落地,切实为张北县的经济发展和百姓脱贫做了实事,很具代表性。
在藜麦收割开镰仪式上,中国地质调查局党组成员、总工严光生宣布藜麦收割开始,并同国家地质实验测试中心主任齐亚彬、张北县人民政府县长李鹏举、副县长文春亲自为基地的藜麦收割开镰。
创建修复示范基地,提高经济收益
一是盐碱荒滩变耕地。2016年以前,该区域是大面积盐碱荒滩,未利用地。春天白茫茫,夏天水汪汪的典型盐碱滩景象,生态环境脆弱。2016年,当地政府通过土地整治项目,平整土地,并进行改良,盐碱地变成耕地。由张家口养谷厚道农业有限公司对其进行了土地流转,发展藜麦特色种植。但是由于是新改造耕地,地力低下,加之“重茬”问题的影响,使得农作物产量较低,经济收益较少。
二是贫瘠耕地变沃土。国家地质实验测试中心在地调项目开展过程中,通过现场调研和对接地方需求,得知该情况,依据自主研发的“根系微地球化学障”理念,利用生物质炭材料进行土壤改良,调节土壤理化性质,提高地力,降低“重茬”影响,使得贫瘠的耕地变成了百姓增收的沃土。
解决农产品种植“重茬”问题,增强生态效益
藜麦原产南美洲安第斯山区,古印加人称为“粮食之母”,具有很高的营养价值。藜麦具有5000多年的种植历史,我国从上世纪80年代引进藜麦品种进行种植,近几年,河北省张家口市张北县引入藜麦种植,并将其列为地方特色作物,加大种植力度,由于其市场价值较高,为当地经济增收做出了重要贡献。随着种植规模逐年增加,藜麦连作“重茬”问题越来越引起人们的重视。藜麦连作“重茬”造成病虫害严重、杂草多,土壤微生物群落区系失衡,土壤酶活性下降,从而造成藜麦品质下降、产量下降,甚至绝产等问题。
针对“重茬”问题,当地农户通常通过生产轮作或大量播撒药物治理进行解决。藜麦与其轮作农产品(燕麦和葵花)相比,会有经济上的明显提升,当地燕麦每亩地收益约600元,葵花每亩地收益约2000元,藜麦每亩地收益约4800元。进行轮作种植,显然会给种植户带来明显的经济损失。大量药物播撒必然会对生态环境带来威胁。
科学布局合理规划,实现服务升级
一是完善研发技术。“重茬”问题在农作物种植过程中比较常见,之前的研究主要针对马铃薯、生姜等块茎作物。对藜麦“重茬”的研究较少。国家地质实验测试中心所提出的“根系微地球化学障”技术应用于水稻重金属污染防治,效果显著,但是该技术在农作物“重茬”问题的防治还是首次,结合生物质炭材料的前期研究基础,开展相关工作,并在此基础上丰富该技术的应用范围,使其在不同作物种植、不同污染类型、不同耕地问题中都能够体现价值,成为生态修复领域新的研究增长点,具有较为现实的应用价值。2021年,预计在张北开展防“重茬”实验藜麦种植1000亩。
二是应用研发材料。生物质炭是一种多孔质材料,形状有粉状和颗粒状,具有发达的孔隙结构,较大的比表面积,特异的官能团,稳定的物化性质。特别是制成活性炭后,是优良的吸附、精华材料,也可以作为催化剂或催化剂载体,是工业、农业、国防、交通医药卫生、环保事业和尖端科学不可或缺的重要材料。根据原料不同,可分为木炭、稻壳炭、秸秆炭等以农林废弃物为原材料制备的生物质炭,以及某些以动物体为原材料制备的生物质炭,如当前有用病死猪做实验制备生物质炭的科学研究。
生物质炭既有肥料的作用,又有改良土壤的效果。具体表现为,可使原材料中的钾、硅、镁等多种常量、微量元素回田,促进农作物生长发育;增加土壤的孔隙度,改善土壤的通气、透水状况,根据不同土壤条件,在易发水涝的粘性土壤地区,能够提高土壤透水性,在水分下渗较快的砂质土壤地区,能够提高土壤持水能力;对土壤中的肥料和农药均有缓释作用,使肥料成为缓释肥;可利用钝化原理修复被重金属污染的土壤;改善土壤碳含量,调节土壤“碳库”功能。
生物质炭在历经多年的研究,热度不减,主要是其多种功能被慢慢发掘出来,并且具有很好的实用性,这是一个很有前景的研究领域,在固体材料和菌剂材料的研发方面都有很大的空间,并且生物质炭这种能“以肥代药”特性,能够在农业生产防止污染、防治病害、提质增效等方面大展拳脚。
三是改善土壤环境,支持地方建设。张北地区环境污染较少,但是由于地理条件和气候原因,存在大面积不太事宜农作物种植的区域,能够进行耕种的区域,很多也是肥力不足持水能力低下的土壤,影响农作物的质量和产量。类似的土壤类型,类似的立地条件,在我国还有很多。研发相应的修复技术,研制对应的修复材料,改善农田质量,提高农业产量,提供农民收益的同时,根据“耕地占补平衡”制度,多开垦储备一些土地,为地方的功能区规划和经济发展提供更加广阔的空间,切实将科技转化为生产力。
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